JPH0712970Y2 - 光アイソレータ - Google Patents
光アイソレータInfo
- Publication number
- JPH0712970Y2 JPH0712970Y2 JP1990130718U JP13071890U JPH0712970Y2 JP H0712970 Y2 JPH0712970 Y2 JP H0712970Y2 JP 1990130718 U JP1990130718 U JP 1990130718U JP 13071890 U JP13071890 U JP 13071890U JP H0712970 Y2 JPH0712970 Y2 JP H0712970Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rutile
- birefringent crystal
- polarization
- light
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
この考案は、光ファイバ通信や光ファイバ増幅器などに
用いられる光アイソレータに関する。
用いられる光アイソレータに関する。
従来より偏光依存性の小さな光アイソレータとして、複
屈折結晶とファラデ素子とからなる光アイソレータが知
られている。すなわち、複屈折結晶として通常ルチル
（TiO2）が用いられ、このルチル板が複数枚並べられ、
ルチル板とルチル板との間に偏光面を45°回転させるフ
ァラデ素子が配置される。
屈折結晶とファラデ素子とからなる光アイソレータが知
られている。すなわち、複屈折結晶として通常ルチル
（TiO2）が用いられ、このルチル板が複数枚並べられ、
ルチル板とルチル板との間に偏光面を45°回転させるフ
ァラデ素子が配置される。
しかしながら、このような構成の光アイソレータでは、
各々分離された２つの偏光成分の出射端に至るまでの光
路長が異なるという問題がある。入射光が平行光線の場
合は問題はないが、集束光や発散光では焦点位置が光路
長の相違によってずれてくるので問題が大きい。 この考案は上記の鑑み、各々分離された２つの偏光成分
の出射端に至るまでの光路長が等しくなるように改善し
て集束光や発散光で問題が生じないようにした光アイソ
レータを提供することを目的とする。
各々分離された２つの偏光成分の出射端に至るまでの光
路長が異なるという問題がある。入射光が平行光線の場
合は問題はないが、集束光や発散光では焦点位置が光路
長の相違によってずれてくるので問題が大きい。 この考案は上記の鑑み、各々分離された２つの偏光成分
の出射端に至るまでの光路長が等しくなるように改善し
て集束光や発散光で問題が生じないようにした光アイソ
レータを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、この考案による光アイソレ
ータにおいては、第１の複屈折結晶と、偏光面を45°回
転させる第１のファラデ素子と、第１の複屈折結晶に対
して45°回転させられた、第１の複屈折結晶の の厚さを有する第２の複屈折結晶と、第１の複屈折結晶
に対して135°回転させられた、第１の複屈折結晶の の厚さを有する第３の複屈折結晶と、偏光面を45°回転
させる第２のファラデ素子と、第１の複屈折結晶に対し
て180°回転させられた、第１の複屈折結晶と同じ厚さ
を有する第４の複屈折結晶とを光軸方向に順に並べたこ
とが特徴となっている。
ータにおいては、第１の複屈折結晶と、偏光面を45°回
転させる第１のファラデ素子と、第１の複屈折結晶に対
して45°回転させられた、第１の複屈折結晶の の厚さを有する第２の複屈折結晶と、第１の複屈折結晶
に対して135°回転させられた、第１の複屈折結晶の の厚さを有する第３の複屈折結晶と、偏光面を45°回転
させる第２のファラデ素子と、第１の複屈折結晶に対し
て180°回転させられた、第１の複屈折結晶と同じ厚さ
を有する第４の複屈折結晶とを光軸方向に順に並べたこ
とが特徴となっている。
第１、第２の複屈折結晶とその間に挟まれた第１のファ
ラデ素子とにより、１段目のアイソレータが形成され、
第３、第４の複屈折結晶とその間に挟まれた第２のファ
ラデ素子とにより、２段目のアイソレータが形成され
る。 そして、１段目のアイソレータと２段目のアイソレータ
とで、光の経路を入れ違えたように構成している。 そのため、各々の偏光成分がたどる光路長を一致させる
ことができる。
ラデ素子とにより、１段目のアイソレータが形成され、
第３、第４の複屈折結晶とその間に挟まれた第２のファ
ラデ素子とにより、２段目のアイソレータが形成され
る。 そして、１段目のアイソレータと２段目のアイソレータ
とで、光の経路を入れ違えたように構成している。 そのため、各々の偏光成分がたどる光路長を一致させる
ことができる。
以下、この考案の一実施例について図面を参照しながら
詳細に説明する。第１図において、複屈折結晶としてル
チル（TiO2）が用いられ、４枚のルチル板11、12、13、
14と２枚のファラデ素子21、22とが、ルチル板11、ファ
ラデ素子21、ルチル板12、ルチル板13、ファラデ素子2
2、ルチル板14の順で光軸に直列に並べられている。ル
チル板11、12、13、14のＣ軸方向は、光の入射方向から
それらを見た場合、それぞれ第２図31、32、33、34の矢
印で示すような方向とされている。すなわち、ルチル板
12のＣ軸方向はルチル板11のＣ軸方向よりも時計回り方
向に45°回転させられた方向とされ、ルチル板13のＣ軸
方向はルチル板11のＣ軸方向よりも時計回り方向に135
°回転させられた方向とされ、ルチル板14のＣ軸方向は
ルチル板11のＣ軸方向よりも時計回り方向に180°回転
させられた方向とされる。ルチル板11、12、13、14のそ
れぞれの厚さは、t, ｔである。 まず、最初のルチル板11に対し、第３図Ａに示す位置41
に光が入射したとする。この入射した光のうち偏光面が
上下方向となっている偏光成分が異常光成分として屈折
し、偏光面が左右方向となっている偏光成分が常光成分
としてそのまま透過する。そのため、位置41に入射した
両偏光成分は、出射端面において第３図Ｂのように位置
41と42とに分かれて出射する。この分離角度はＣ軸と板
面とのなす角度を42°としたとき最も大きくなって約5.
8°となる。位置41と42との距離は厚さｔに比例しその
比例係数は上記の角度の正接となる。つまりその距離は
ｔ・tan5.8°となる。 こうして分かれて出射した２つの偏光成分はファラデ素
子21においてそれぞれの偏光面が45°回転させられる。
この場合２つの偏光成分の位置関係は変化しないので、
ルチル板12に入射する２つの偏光成分の偏光面と位置は
第３図Ｃのようになる。このルチル板12はＣ軸方向が第
２図32の矢印で示すようになっており、且つその厚さが となっている。そこで、このルチル板12に入射した各偏
光成分のうち、位置41に入射したものが異常光成分とな
って先のルチル板11と同様に屈折する。屈折の結果、こ
の位置41に入射した成分は第３図Ｄに示すように位置43
から出射することになる。位置43は位置41に対して右上
45°の角度となっており、それらの間の距離は に比例する。他方の、位置42に入射した偏光成分は、こ
の場合常光成分であり、屈折せずにそのままこのルチル
板12を通って位置42で出射する。なお、ルチル板11、1
2、13、14はすべてそのＣ軸と板面とのなす角度、つま
り分離角度はすべて同じとする。 このルチル板12から出射した２つの偏光成分はルチル板
13に入る。このルチル板13はＣ軸方向が第２図33の矢印
で示すようになっており、且つその厚さが となっている。そこで、このルチル板13に入射した各偏
光成分のうち、位置42に入射したものが異常光成分とな
って屈折し、第３図Ｅに示すように位置44から出射する
ことになる。位置44は位置42に対して右下45°の角度と
なっており、それらの間の距離は に比例する。他方の、位置43に入射した偏光成分は、こ
の場合常光成分であり、屈折せずにそのままこのルチル
板13を通って位置43で出射する。 このルチル板13から出射した２つの偏光成分はファラデ
素子22を通ってそれぞれの偏光面が45°回転させられ、
次のルチル板14に入射する。このルチル板14に入射する
各偏光成分の位置、偏光面は第３図Ｆのようになる。こ
のルチル板14はＣ軸方向が第２図34の矢印で示すように
なっているため、位置43に入射した偏光成分が異常光成
分となって屈折し下方向に向かう。この屈折角度は他の
ルチル板11、12、13と同じであり、そのため屈折により
位置ずれ量は厚さに比例し、このルチル板14の厚さはｔ
であるから、位置ずれ量はｔに比例した距離となる。そ
の結果、２つの偏光成分の出射位置は位置44で一致する
ことになる（第３図Ｇ参照）。 このことを第４図を参照しながら説明する。第４図は光
の入射方向から見た入射点、出射点の位置を示すもので
ある。最初にルチル板11で上方向に屈折した偏光成分は
位置41から位置42へと移り、その後ルチル板13に右下45
°方向に屈折し位置44へと移る。これら位置41−42間の
距離は厚さｔに比例し、位置42−44間の距離は厚さ に比例したものとなる。他方、ルチル板11で屈折しなか
った偏光成分はルチル板12で右上45°方向に屈折し、そ
の位置ずれ量（位置41−43間距離）は厚さ に比例したものとなる。この偏光成分はさらにルチル板
14で下方向に屈折し、その位置ずれ量（位置43−44間距
離）は厚さｔに比例したものとなる。これらの比例係数
はすべてtanθ（θは分離角度でたとえば5.8°）で同じ
である。そのため上記の２つの偏光成分は同じ位置44で
出射することになる。また、位置41−42−44の全位置ず
れ量と、位置41−43−44の全位置ずれ量とは等しい。 このようにそれぞれの偏光成分の光軸に直角な方向での
位置ずれ量が同じであるということは、各偏光成分が通
った光路の長さも等しいということを意味する。光軸に
平行な方向の長さ、つまり各ルチル板での厚さは、屈折
光（異常光）と非屈折光（常光）とでは同じであるから
である。 すなわち、厚さ のルチル板12、13での異常光の光路長と常光の光路長と
をそれぞれNe,Noとし、厚さｔのルチル板11、14での異
常光の光路長と常光の光路長とをそれぞれNe′,No′と
すると、位置41−42−44と移る偏光成分の全体の光路長
は、 Ne′＋No＋Ne＋No′ となり、他方、位置41−43−44と移る偏光成分の全体の
光路長は、 No′＋Ne＋No＋Ne′ となって、両者が等しくなる。 他方、光が左から右へと順方向に通る場合でなく、右か
ら左へと逆方向に通る場合は、２つの偏光成分の出射位
置は分かれるとともに、順方向入射位置とも異なるもの
となる。すなわち、第５図に示すように順方向での出射
位置44において逆方向に入射した光のある偏光成分はル
チル板14で位置43にまでシフトし、さらにルチル板12で
位置45にシフトし、この位置45で出射する。他の偏光成
分はルチル板13で位置46にまでシフトし、その後ルチル
板11で位置47にまでシフトしてその位置47で出射する。
これらの出射位置45、47は相互に異なっているととも
に、順方向での入射位置41とも大きく異なっている。そ
のため、順方向では光の損失がなく、逆方向では大きな
損失となるというアイソレーション特性が得られる。 なお、複屈折結晶として上記ではルチルを用いている
が、これのほかに、サファイアや方解石などの他の複屈
折結晶も考えられる。
詳細に説明する。第１図において、複屈折結晶としてル
チル（TiO2）が用いられ、４枚のルチル板11、12、13、
14と２枚のファラデ素子21、22とが、ルチル板11、ファ
ラデ素子21、ルチル板12、ルチル板13、ファラデ素子2
2、ルチル板14の順で光軸に直列に並べられている。ル
チル板11、12、13、14のＣ軸方向は、光の入射方向から
それらを見た場合、それぞれ第２図31、32、33、34の矢
印で示すような方向とされている。すなわち、ルチル板
12のＣ軸方向はルチル板11のＣ軸方向よりも時計回り方
向に45°回転させられた方向とされ、ルチル板13のＣ軸
方向はルチル板11のＣ軸方向よりも時計回り方向に135
°回転させられた方向とされ、ルチル板14のＣ軸方向は
ルチル板11のＣ軸方向よりも時計回り方向に180°回転
させられた方向とされる。ルチル板11、12、13、14のそ
れぞれの厚さは、t, ｔである。 まず、最初のルチル板11に対し、第３図Ａに示す位置41
に光が入射したとする。この入射した光のうち偏光面が
上下方向となっている偏光成分が異常光成分として屈折
し、偏光面が左右方向となっている偏光成分が常光成分
としてそのまま透過する。そのため、位置41に入射した
両偏光成分は、出射端面において第３図Ｂのように位置
41と42とに分かれて出射する。この分離角度はＣ軸と板
面とのなす角度を42°としたとき最も大きくなって約5.
8°となる。位置41と42との距離は厚さｔに比例しその
比例係数は上記の角度の正接となる。つまりその距離は
ｔ・tan5.8°となる。 こうして分かれて出射した２つの偏光成分はファラデ素
子21においてそれぞれの偏光面が45°回転させられる。
この場合２つの偏光成分の位置関係は変化しないので、
ルチル板12に入射する２つの偏光成分の偏光面と位置は
第３図Ｃのようになる。このルチル板12はＣ軸方向が第
２図32の矢印で示すようになっており、且つその厚さが となっている。そこで、このルチル板12に入射した各偏
光成分のうち、位置41に入射したものが異常光成分とな
って先のルチル板11と同様に屈折する。屈折の結果、こ
の位置41に入射した成分は第３図Ｄに示すように位置43
から出射することになる。位置43は位置41に対して右上
45°の角度となっており、それらの間の距離は に比例する。他方の、位置42に入射した偏光成分は、こ
の場合常光成分であり、屈折せずにそのままこのルチル
板12を通って位置42で出射する。なお、ルチル板11、1
2、13、14はすべてそのＣ軸と板面とのなす角度、つま
り分離角度はすべて同じとする。 このルチル板12から出射した２つの偏光成分はルチル板
13に入る。このルチル板13はＣ軸方向が第２図33の矢印
で示すようになっており、且つその厚さが となっている。そこで、このルチル板13に入射した各偏
光成分のうち、位置42に入射したものが異常光成分とな
って屈折し、第３図Ｅに示すように位置44から出射する
ことになる。位置44は位置42に対して右下45°の角度と
なっており、それらの間の距離は に比例する。他方の、位置43に入射した偏光成分は、こ
の場合常光成分であり、屈折せずにそのままこのルチル
板13を通って位置43で出射する。 このルチル板13から出射した２つの偏光成分はファラデ
素子22を通ってそれぞれの偏光面が45°回転させられ、
次のルチル板14に入射する。このルチル板14に入射する
各偏光成分の位置、偏光面は第３図Ｆのようになる。こ
のルチル板14はＣ軸方向が第２図34の矢印で示すように
なっているため、位置43に入射した偏光成分が異常光成
分となって屈折し下方向に向かう。この屈折角度は他の
ルチル板11、12、13と同じであり、そのため屈折により
位置ずれ量は厚さに比例し、このルチル板14の厚さはｔ
であるから、位置ずれ量はｔに比例した距離となる。そ
の結果、２つの偏光成分の出射位置は位置44で一致する
ことになる（第３図Ｇ参照）。 このことを第４図を参照しながら説明する。第４図は光
の入射方向から見た入射点、出射点の位置を示すもので
ある。最初にルチル板11で上方向に屈折した偏光成分は
位置41から位置42へと移り、その後ルチル板13に右下45
°方向に屈折し位置44へと移る。これら位置41−42間の
距離は厚さｔに比例し、位置42−44間の距離は厚さ に比例したものとなる。他方、ルチル板11で屈折しなか
った偏光成分はルチル板12で右上45°方向に屈折し、そ
の位置ずれ量（位置41−43間距離）は厚さ に比例したものとなる。この偏光成分はさらにルチル板
14で下方向に屈折し、その位置ずれ量（位置43−44間距
離）は厚さｔに比例したものとなる。これらの比例係数
はすべてtanθ（θは分離角度でたとえば5.8°）で同じ
である。そのため上記の２つの偏光成分は同じ位置44で
出射することになる。また、位置41−42−44の全位置ず
れ量と、位置41−43−44の全位置ずれ量とは等しい。 このようにそれぞれの偏光成分の光軸に直角な方向での
位置ずれ量が同じであるということは、各偏光成分が通
った光路の長さも等しいということを意味する。光軸に
平行な方向の長さ、つまり各ルチル板での厚さは、屈折
光（異常光）と非屈折光（常光）とでは同じであるから
である。 すなわち、厚さ のルチル板12、13での異常光の光路長と常光の光路長と
をそれぞれNe,Noとし、厚さｔのルチル板11、14での異
常光の光路長と常光の光路長とをそれぞれNe′,No′と
すると、位置41−42−44と移る偏光成分の全体の光路長
は、 Ne′＋No＋Ne＋No′ となり、他方、位置41−43−44と移る偏光成分の全体の
光路長は、 No′＋Ne＋No＋Ne′ となって、両者が等しくなる。 他方、光が左から右へと順方向に通る場合でなく、右か
ら左へと逆方向に通る場合は、２つの偏光成分の出射位
置は分かれるとともに、順方向入射位置とも異なるもの
となる。すなわち、第５図に示すように順方向での出射
位置44において逆方向に入射した光のある偏光成分はル
チル板14で位置43にまでシフトし、さらにルチル板12で
位置45にシフトし、この位置45で出射する。他の偏光成
分はルチル板13で位置46にまでシフトし、その後ルチル
板11で位置47にまでシフトしてその位置47で出射する。
これらの出射位置45、47は相互に異なっているととも
に、順方向での入射位置41とも大きく異なっている。そ
のため、順方向では光の損失がなく、逆方向では大きな
損失となるというアイソレーション特性が得られる。 なお、複屈折結晶として上記ではルチルを用いている
が、これのほかに、サファイアや方解石などの他の複屈
折結晶も考えられる。
この考案の光アイソレータによれば、２つに分離された
各偏光成分の出射端に至るまでの光路長を等しくでき、
そのため、集束光や発散光などの場合に焦点位置のずれ
を生じることがなくなる。また、構成部品点数を少なく
でき、組立を簡略化できて、低価格化を図ることができ
るとともに、小型化も容易となる。
各偏光成分の出射端に至るまでの光路長を等しくでき、
そのため、集束光や発散光などの場合に焦点位置のずれ
を生じることがなくなる。また、構成部品点数を少なく
でき、組立を簡略化できて、低価格化を図ることができ
るとともに、小型化も容易となる。
第１図はこの考案の一実施例を側面から見た模式図、第
２図はルチル板のＣ軸方向を示す図、第３図は同実施例
の各部における順方向での各偏光成分の偏光面と位置関
係とを示す模式図、第４図は順方向での各偏光成分の位
置関係及びその変化順序を示す図、第５図は逆方向での
各偏光成分の位置関係及びその変化順序を示す図であ
る。 11,12,13,14……ルチル板、21,22……ファラデ素子。
２図はルチル板のＣ軸方向を示す図、第３図は同実施例
の各部における順方向での各偏光成分の偏光面と位置関
係とを示す模式図、第４図は順方向での各偏光成分の位
置関係及びその変化順序を示す図、第５図は逆方向での
各偏光成分の位置関係及びその変化順序を示す図であ
る。 11,12,13,14……ルチル板、21,22……ファラデ素子。
Claims (1)
- 【請求項１】第１の複屈折結晶と、偏光面を45°回転さ
せる第１のファラデ素子と、第１の複屈折結晶に対して
45°回転させられた、第１の複屈折結晶の の厚さを有する第２の複屈折結晶と、第１の複屈折結晶
に対して135°回転させられた、第１の複屈折結晶の の厚さを有する第３の複屈折結晶と、偏光面を45°回転
させる第２のファラデ素子と、第１の複屈折結晶に対し
て180°回転させられた、第１の複屈折結晶と同じ厚さ
を有する第４の複屈折結晶とを光軸方向に順に並べたこ
とを特徴とする光アイソレータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990130718U JPH0712970Y2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 光アイソレータ |
| US07/795,140 US5237445A (en) | 1990-11-30 | 1991-11-20 | Optical isolator |
| EP19910119905 EP0489315A3 (en) | 1990-11-30 | 1991-11-22 | Optical isolator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990130718U JPH0712970Y2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 光アイソレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0485413U JPH0485413U (ja) | 1992-07-24 |
| JPH0712970Y2 true JPH0712970Y2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=31878035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990130718U Expired - Lifetime JPH0712970Y2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 光アイソレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712970Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0820623B2 (ja) * | 1990-06-20 | 1996-03-04 | 株式会社信光社 | 光アイソレータ |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP1990130718U patent/JPH0712970Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0485413U (ja) | 1992-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5237445A (en) | Optical isolator | |
| US4575193A (en) | Optical spatial frequency filter | |
| JP2800364B2 (ja) | 光学的ローパスフィルタ | |
| EP0820604A1 (en) | Fibre optic circulator | |
| CN101738668B (zh) | 偏振立方体及其制造方法 | |
| JPH0712970Y2 (ja) | 光アイソレータ | |
| JP2995985B2 (ja) | 偏光解消板 | |
| JP2572627B2 (ja) | 光アイソレータ及び光サーキユレータ | |
| JP2905847B2 (ja) | 光アイソレータ装置 | |
| US6587268B1 (en) | Optical element and projection system | |
| JP2508741Y2 (ja) | 光アイソレ―タ | |
| JPH0668585B2 (ja) | 光アイソレ−タ | |
| JPH06324289A (ja) | 偏光ビームスプリッタとこれを用いた光サーキュレータ及び光スイッチ | |
| JPH0820623B2 (ja) | 光アイソレータ | |
| JPS6183517A (ja) | ロ−パスフイルタ− | |
| JPH0615004U (ja) | 偏光解消板 | |
| JPH0716915U (ja) | 光アイソレータ | |
| JP6644198B1 (ja) | 偏光解消素子および偏光解消素子構造体 | |
| JPH04191815A (ja) | 光アイソレータ | |
| JP3569873B2 (ja) | 偏光無依存型光アイソレータ | |
| JPH05333211A (ja) | 位相板 | |
| JP3388377B2 (ja) | 偏光無依存型光サーキュレータ | |
| JPH05215990A (ja) | 光サーキュレータ | |
| JPWO2016181895A1 (ja) | 光学素子 | |
| JP2003107407A (ja) | 偏光分離合成装置 |